Fórmulas empíricas (la más sencilla y molecular).

La fórmula de un compuesto es aquella que contiene la información sobre la proporción de átomos más pequeños presente en una molécula o en la fórmula unitaria o mínima del compuesto.

a) Determine la fórmula empírica del compuesto que contiene 32.4% de Na, 22.6% de S y 45.1% de O.

% Elemento x      mol átomo elemento
                        Peso atómico del elemento

*Sustitución*:
Na= 32.4%
S= 22.6%
O= 45.1%
                                 1mol átomo Na = 32.4 = 1.40 mol a.
                                    23 gr. Na            23

                                1mol átomo S = 22.6 = 0.70 mol a.

                                    32 gr. S          32

                                1mol átomo O = 45.1= 2.81 mol a.

                                    16 gr. Na         16   

b) Localizar el elemento que tenga el No. del mol más pequeño. (En este caso el del azufre (S) con 0.70mol a

c) Dividir dicho mol a todos los elementos.

Na= 1.49 mol = 2

        0.70 mol 

S=0.70 mol = 1

      0.70 mol   

O=2.81 mol = 4

      0.70 mol                                           Resultado final: Na2SO4

Composición Porcentual

Porcentaje significa partes x 100.
1.- Calcular la composición porcentual del Cloruro de Etilo (C2H5Cl).
a) Peso molecular del compuesto:
C2= 12 X2= 24
H5=1X5 = 5
Cl =35.4
*Los resultados se suman*. (64.5)

Después se sustituyen los valores en ésta ecuación:
Peso atómico del elemento *100=
Peso molecular del compuesto

b) C= 12X2 x100= 32.20
           64.5

     H= 1X5  x100 = 7.75
          64.5

   Cl= 35.5 x100= 55.03
          64.5
Los resultado se suman y deben dar 100% o un aproximado, en este caso salió 99.98%.

Pasos para método rédox

1° DETERMINAR LOS No. DE OXIDACIÓN PARA CADA ELEMENTO O COMPUESTO INVOLUCRADO EN LA REACCIÓN:

Pb(+2) S(-2) + H2(+1) O2(-1)-------> Pb(+2) S(+6)O4(-2) + H2(+1) O(-2)

2° LOCALIZAR LOS CAMBIOS EN LOS No. DE OXIDACIÓN EN CADA ELEMENTO:

Pb(+2) S(-2) + H2(+1) O2(-1)-------> Pb(+2) S(+6)O4(-2) + H2(+1) O(-2)

3°SE PLANTEAN ECUACIONES CON LOS ELEMENTOS DONDE HUBO CAMBIOS (DE REACTIVOS O PRODUCTOS):
             S(-2)-------------> S(+6)
             O(-1)------------> O(-2)

4° A PARTIR DE LAS ECUACIONES PLANTEADAS SE DETERMINAN LOS ELEMENTOS QUE SE OXIDAN O SE REDUCE CON AYUDA DE LA TABLA O RECTA NUMÉRICA:

            S(-2)----8e----> S(+2) oxidación
            O(-1)---+1e---> O(-2) reducción

5° SE IGUALAN LOS ELECTRONES GANADOS, (LOS ELEMENTOS QUE SE OXIDAN MULTIPLICAN A LO QUE REDUCE, Y LOS ELECTRONES QUE SE REDUCEN MULTIPLICAN A LOS QUE OXIDAN. FORMA UNA ECUACIÓN GENERAL.

1e ( S(-2)-------8e---> S(+6))
8e (O(-1)------+1e---> O(-2)
1S(-2)+8O(-1)---> 1S(+6)+8O(-2)

6°SE TRASLADAN LOS ELECTRONES A LA ECUACIÓN GENERAL:

1S(-2)+8O(-1)---> 1S(+6)+8O(-2)

Pb(+2) S(-2) +4 H2(+1) O2(-1)-------> Pb(+2) S(+6)O4(-2) + 4H2(+1) O(-2)

8-O-8
1-Pb-1
8-H-8

Oxidación y Reducción

Obejetivos:
*Comprender el concepto de oxidación y reducción.
*Balancear ecuaciones por método rédox.

Fundamento: Deriva su nombre de los conceptos de oxidación y reducción sin los cuales no se concibe su aplicación.

Reducción: Se efectúa la reducción en un elemento o ión cuando disminuye algebráicamente la magnitud de su número de oxidación.
Ésta disminución equivale a una ganancia de electrones.


Oxidación: Se efectúa la oxidación de un elementyo o ión cuando aumenta algebráicamente la magnitud de su número de oxidación. Este aumento equivale a una pérdida de electrones.

====================================================>oxidación
-13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9  10  11 12  13
<================================================ reducción

Ejemplos:
a*   Mn+2==Mn+7   oxidación -5e
b*   Te0===Te-2    reducción +2e
etc.......

Para asignar números de oxidación, deben tenerse presentes las siguientes reglas:

1* El No. de oxidación de un elemento sin combinar es cero.
También entran en esta categoria  las moléculas simples o diatómicas.
Al, H2, O2, O2.

2* El No. de oxidación del Hidrógeno combinada es +1.
Excepto en los hidruros donde su No. de oxidación es -1.
MgH2  (-1), LiH  (-1)


3º El No. de oxidación del Oxígeno combinado  es -2.
     CO2 (-2); Al2O3 (-2); H2O====> -2

Excepto en los preóxidos, donde su No. de oxidación es -1
            K2O2 (-1)
             H2O2 (-1)
4º El No. de oxidación en los elementos metálicos, cuando están combinados siempre positivas y numéricamente igual a la carga del ión.
                    KBr, MgSO4, Al(OH)3
Los elementos de la Fam 1: Li, Na, K, Rb, Cs y Fr; siempre tienen No. de oxidación +1 y nada más.
Los elementos metálicos de la Fam 2 : Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra,siempre tienen No. de oxidación 2 y nada màs.

5º El No. de oxidación de los Halógenos en los Hidroácidos y sus respectivas sales es -1.
                               HI (-1), HCl (-1),  HBr (-1), HF(-1)
En cambio el No. de oxidación del azufre en un Hidroácido y respectivas sales es -2
                                       H2S, Na2S, FeS

6º El No. de oxidación de una molécula es 0.

Estequiometría

Proviene del griego (Stoicheion) letras o elemento básico y constitutivo.
Hace referencia al número relativo de átomos de varios elementos encontrados en unas sustancia química y a menudo resulta útil en la calificación de una reacción química que se trata sobre las reacciones cuantitativas entre los elementos y compuestos en una reacción química.

°°°Palabras Claves°°°:
*Peso atómico
*Masa atómica
*Masa formular
*MOL
*Reacción química
Ejemplo:´
¿¨Cuàntos gr. de cloruro de magnesio MgCl2 se necesitan agregar para producir 900gr. de MgOH?
1° Balancear euación:
Mg (OH)2+2HCl -----   MgCl2+2H2O

2* Ubicar reactivos
Mg (OH)2+2HCl -----   MgCl2+2H2O

3*Calcular peso  atomico:

Mg= 24                            Mg= 24
Cl2=71                                O=32
95gr UMA                         H=2
                                         58gr. UMA

Plantear la ecuaciòn general:
58gr Mg-OH-2.========>95gr.MgCl2
900gr. Mg-OH-2:======>? =  1474.13 MgCl2

*REGLA DE TRES.*

Moralidad

Es una medida de la concentración de un soluto en una disolución en alguna especie molecular, iónica o atómica que se encuentra en un volumen dado y en química se le conoce como concentración molar o molaridad.

EJEMPLOS:
M = moles de soluto____
          1L. de solución

1gr.--------> 1 mol H2
16gr.-------->1 mol O2
108gr-------> 1mol Ag2

Titulación o Valoración...

Proceso por el cual se neutraliza una solución.

HIDRÓLISIS: Cuando al combinarse un ácido y una base producen agua y sales.

Solución Buffer: Neutraliza una solución, concentraciones de iones, contiene una solución.
Regulan cantidades grandes de ácido o base, casi sin alterar el pH . Cualquier par ácido o base débil, puede hacerse para formar una solución amortiguadora, si se puede generar una solución acuosa su ácido o base conjugado.

Neutralización e Hodrólisis

Neutralización: Una disolución acuosa, al ponerse en contacto con ácidos y bases, los iones OH- se combinan y forman agua:     H3O + OH- -------> 2H2O
                         Ácido +Base------->Agua

Reacción fundamental, al neutralizar los ácidos y bases, con disoluciones acuosas. Las propiedades características (ácidos y bases) desaparecen, al reaccionar los iones responsables para dar agua. Una reacción de neutralización, según Arrhenius, es lo que se efectúa entre un ácido y una base (forman, sal y agua).
                       ácido + base-----> Sal + Agua


Titulación o valoración:  Proceso, se determina cantidad de solución de concentración conocida que se necesita para reaccionar con cierta cantidad de muestra que se necesita para reaccionar con cierta cantidad de muestra que será analizada.

Existen 2 soluciones:
1) Solución o patrón: Solución de concentración conocida.
2) Estándar y solución problema: Se desconoce su solución.

La titulación se realiza cuando la mediación cuidadosa de los volúmenes de un ácido y base que se neutraliza.
Su concentración se calcula usando la relación general que establece que el producto del volumen por la normalidad es igual para todas las soluciones que reaccionan completamente:

V ácido X N ácido= V base X N base


Hidrólisis: Hay sales que no pueden liberar iones H+ o OH-, cuando se disuelven en agua, la disolución no es neutra como Al2 (SO4), son ácidas, pero su fórmula no indica qu este compuesto suministrara iones hidronio (Reacción de ciertas sales con el agua, para producir un ácido y una base). Para que la sal de la reacción entre un ácido fuerte y una base débil o viceversa.

CLASIFICACIÓN DE ÁCIDOS Y BASES

ÁCIDO DÉBIL: Una sustancia no se ioniza con facilidad, habiendo baja concentración de iones hidronio, su pH será de (4 a 6.9), relativamente alto. Ejemplo: ( CH3COOH), ácido acético.

ÁCIDO FUERTE: Una sustancia al disolverse se ioniza con facilidad, habiendo un aumento en la concentración de iones hidronio y su pH es baja (0,3).

BASE DÉBIL: Una sustancia, al disolverse, no se ioniza con facilidad, habiendo una baja concentración de iones oxhidrilo, su pH (7.1 a 11), relativamente alto. Ejemplo: NH4OH.

BASE FUERTE: Una sustancia, al disolverse, se ioniza fácil aumentando la concentración de iones oxhidrilo (OH-). Ejemplo: KOH, NAOH. Su pH es de entre 12 a 14.

Ácidos y Bases

H2O + H2O<-------> H3O+(aq) + OH-(aq)
ácido1 ácido 2

Cte. de ionización del agua.

Kw=(H3O+) (OH-)
      concidrilo    hoxidrilo

Kw= 25° = 1x10-14


1exp. a la 14         1000= 1x103         10,000= 1x104


Valores: moles ( trabajadas por L).

Pkw= p(H3O+) +p (OH-)

( )---------> concentración
OH-, H+----------> iones: son partículas muy pequeñas incontabilizables ( se hace el conteo  con algoritmos)

Fórmulas:
Pkw= pH+ pOH
pH= log (H+)
pOH= log (OH-)
pH+pOH= 14

Ácidos y Bases

H2O + H2O<-------> H3O+(aq) + OH-(aq)
ácido1 ácido 2

Cte. de ionización del agua.

Kw=(H3O+) (OH-)
      concidrilo    hoxidrilo

Kw= 25° = 1x10-14


1exp. a la 14         1000= 1x103         10,000= 1x104


Valores: moles ( trabajadas por L.

Pkw= p(H3O+) +p (OH-)

( )---------> concentración
OH-, H+----------> iones: son partículas muy pequeñas incontabilizables ( se hace el conteo  con algoritmos)

Fórmulas:
Pkw= pH+ pOH
pH= log (H+)
pOH= log (OH-)
pH+pOH= 14

Teorías de diversos Científicos (Línea del tiempo)

Arrhenius:
ÁCIDOS---------> Sustancia que libera iones Hidrógeno cuando está en solución acuosa.
BASES----------> Sustancia que libera iones OH-, cuando se encuentra en solución acuosa.


Bronsted- Lawry:
ÁCIDOS------------> Donador de protones pues donan un ión H+
BASES--------------> Receptor de protones que acepta un ión OH-


ANFIPRÓSTICAS: Son sustancias que se pueden comportar como ácidos o como bases.



LÍNEA DEL TIEMPO:
Griegos--------> Siglo XIV a.C.,-Siglo IV: De ahí el origen de nombre de muchas sustancias. No se sabe mucho de su participación con respecto a ésto.


R. Boyle----------------> 1663: Asignaba un conjunto de propiedades a los ácidos y también a las bases, usa como referencia el cambio fenomenológica de ácidos y de bases.

Lavoiser------------------------>1776 : Todos los ácidos contenían oxígeno.

H. Davy--------------->1810: Ácido murático constituido solo por H+ y Cl y dijo que todos los ácidos                                                                                     tenían H+.

J.L Gay-Lussac--------->1814: Los ácidos y bases no debían definirse por sí mismo unos en función de los otros. Muy de acuerdo con ideas actuales.

J. Von Liebig----------->1838: Los ácidos contienen H+, que puede reemplazarse por los metales. Se consideraban como compuestos que neutralizaban a los ácidos dando sales.

Arrhenius----------> 1884:  En solución acuosa liberan iones de Hidrógeno+.
En solución acuosa liberan iones de hidróxido de OH-.

Bronsted- Lawry---------------------> 1923:  Donador de protones, pues dona un ión, H+
Es un receptor de protones, pues acepta un ión OH-.

Lewis-----------------------> 1938: Ácido y base en función de quien aporta y quien recibe los electrones, para compartirlos, en la formación del enlace covalente coordinado entre ambas especies.

Definición de ácidos y bases de Svante Arrhenius en 1884...

"Las sustancias ácidas son aquellas que en solución acuosa se disocian en iones hidrógeno;  mientras que las sustancias básicas son aquellas que en solución acuosa se disocian en iones hidróxilos".

La teoría de Arrhenius de ácidos y bases fue formulada con base en su teoría de ionización de las sustancias en soluciones acuosas. Las sustancias que se disociaban totalmente o parcialmente como iones en solución acuosa eran considerados electrolitos. Aquellas que se disociaban totalmente, eran electrolitos fuertes, los que no se disociaban eran electrolitos débiles.

En el caso de los ácidos fuertes, tales como H2SO4, HNO3, HCl, HClO4, los cuales se ionizan completamente en solución acuosa y proveen iones hidrógeno (H-), en la teoría de Arrhenius funcionaba perfectamente.
De modo semejante, las bases fuertes como NaOH y KOH también se ionizaban completamente en solución acuosa y producen iones hidrófilos (OH-).
En tanto, en ciertos casos, ña teoría de Arrhenius no se aplicaba bien a donde la solución no era acuosa y hasta mismo en estas condiciones desde ciertas sustancias con carácter ácido o básico, no proveían iones H+ u OH-, respectivamente. Como por ejemplo, el amoniaco (NH3) no contiene iones hidróxilos, por tanto en solución acuosa el puede producir iones hidróxilos reaccionando con agua:
NH3 (aq)------> H2O á NH3HOH á NH4OH á NH4 +OH- (aq)
De cualquier modo, como no hay evidencias de que el NH4OH existe, el concepto de Arrhenius para ácidos y bases no ha sido más considerado, ni tampoco en sustancias acuosas.
Además de ésto el concepto de Arrhenius promovió la idea equivocada que que la disolución iónico era indispensable para manifestación de acidez u que, por tanto, las reacciones del tipo ácido- base no podrían aplicar en la mayoría de los solventes no acuosos y en la ausencia sel solvente.

ÁCIDOS Y BASES

RELACIÓN:
*pH
*Nomenclatura de ácidos
*Reacciones (ácido- base)
*Propiedades
*Conceptos de Arrhenius Bronsted
*Problemas de concentración de iones.

Características o Propiedades de los ácidos:
*Sabor agrio
*Corroen metal
*Neutralizan bases
*Ioniza en agua para dar iones de hidrógeno
*Enrojecen ciertos colorantes vegetales
*Disuelven sustancias
*Atacan a los metales dependiendo H2
*Pierden sus propiedades al reaccionar con bases
*Los ácidos reaccionan con algunos metales como el zinc, magnesio o hierro para producir hidrógeno gaseoso. Una reacción típica en la que sucede entre el ácido clorhídrico y el magnesio.


Características o Propiedades de las Bases:
*Son amargas.
*Neutralizan ácidos
*Sensación jabonosa
*Ioniza en agua para dar iones de hidróxido
*Suaves al tacto pero corrosivo con la piel
*Dan color azul o ciertos colorantes vegetales
* Precipitan sustancias disueltas por ácidos
*Disuelven grasas
*Pierden sus propiedades al reaccionar con ácidos

Conceptos...

Meteorización: En geología, es el proceso de desintegración física y química de  los materiales sólidos en o cerca de la superficie de la Tierra, bajo la acción de los agentes atmosféricos.
También puede definirse como la descomposición de la roca, en su lugar sería un proceso estático por el cual la roca se rompe en pequeños fragmentos , se disuelve, se descompone, se forman nuevos minerales, obteniendo así la remoción y el transporte de  detrius en la etapa siguiente que vendría a ser la erosión. La meteorización, entonces, al reducir la consistencia de las masas pétreas, abre el camino a la erosión. Por como la meteorización está  íntegramente relacionada con los minerales, ésta posee ciertas características que la hacen más o menos resistente al proceso de meteorización o alteración de allí la importancia que tiene la serie de Goldich,debido a que ésta nos permitirá determinar dicha resistencia.

Cambio Iónico:  Desde muy antiguo se sabía que al pasar una disolución a través de un material pulvurento se perdía parte de la concentración de la disolución. Por ejemplo era muy conocido el hecho de que los suelos pueden extraer sales y colorantes de una solución. Hoy día estas reacciones se justifican por un intercambio de iones entre la solución y el material sólido.
Se define el cambio iónico como los procesos reversibles por los cuales las partículas sólidas del suelo absorben iones de la fase acuosa liberando al mismo tiempo otros iones en cantidades equivalentes estableciéndose el equilibrio entre ambas fases.


Según el tipo de iones que se intercambian.
Cambio de cationes : Suelo -M+X+-----> Suelo-X+M+
Cambio de aniones. Suelo -N+Y---------->Suelo -Y+N-


Es proceso dinámico que se desarrolla en la superficie de las partículas. Como los iones absorbidos queden en posición asimilable constituyen la reserva de nutrientes para las plantas.


Las causas que originan el intercambio iónico son los desequilibrios eléctricos de las partículas del suelo. Para neutralizar las cargas  se absorben iones, que se pegan a la superficie de las partículas. Como quedan débilmente retenidas sobre las partículas del suelo y se pueden intercambiar con la solución del suelo.


Cuanto más superficie tenga el material y más desequilibrada se encuentre, más iones se fijarán.


SALES:
Na IO4 ------> peryodato de sodio
Na CO3-------> carbonato de sodio
KI-----------> Yoduro de potasio
Ag Cl3--------> Cloruro de plata (III) 


Teorías del intercambio iónico: Existen 3 teorías que tratan de explicar el porqué de éste proceso:

RED CRISTALINA: Considera las partículas de los minerales como sólidos iónicos. Los iones de los bordes están débilmente retenidos por lo que pueden abandonar la estructura y pueden cambiarse con los de la solución del suelo.
Cada ión del cristal está rodeada por un número fijo de iones de carga opuesta determinada por el número de coordinación de los iones, está sometido a ciertas fuerzas de atracción electrostáticas determinadas por las cargas de los iones y la distancia.

La facilidad de este intercambio depende de:
*La naturaleza de las fuerzas que unen el ión a la red del cristal.
*La concentración de este ión.
*La carga de los iones que intervienen en el cambio.
*Los tamaños de los dos iones.
*La accesibilidad de los iones en la red.
*Los efectos de disolvente.
La estructura de muchos cristales iónicos con tan densos que los iones no pueden penetrar debajo de la superficie: está limitado a la superficie natural o a la producida moliendo los cristales.
El intercambio de iones en los sólidos iónicos es muy común y debe producirse en cierto grado siempre que un sólido se pone en contacto con una solución de un electrolito.

TEORÍA DE LA DOBLE CAPA: Las superficies de la mayoría de los coloides se han representado como dos cargas que explican el comportamiento electro-cinético y otras propiedades de los coloides. Esta etapa cargada debe su existencia a iones absorbidos que pueden ser diferentes o no de la porción interior de su partícula coloide. La concentración de los iones en la capa exterior difusa varía continuamente. Si se altera la concentración de los iones en la solución externa por la adición de un electrolito extraño, se transtorna el equilibrio y se produce otro nuevo. Entrarán nuevos iones en la capa difusa, reemplazando algunos de los iones que estaban anteriormente en ella. El cambio tiene que ser esqueométrico.

TEORÍA DE LA MEMBRANA DE DONAN: Desigual distribución de los iones que pueden existir en los dos lados de una membrana que separe dos soluciones de electrolitos, una de las cuales contiene iones que no se defienden a través de ella. La desigual distribución es una consecuencia de la incapacidad del colorante a difundirse a través de la membrana y el cambiador sólido el cuál está unidos los iones cambiables es el ión, no difusible.

*Cambio catiónico:   Segúen se intercambien cationes o aniones se habla de capacidad de intercambio catiónico (más importante) o aniónico. La capacidad de intercambio catiónico (CIC)  se expresa en miliequivalentes por 100g. de suelo, y es una medida de la cantidad de cationes fácilmente intercambiables que neutralizan la carga negativa existente en el suelo. La carga negativa de los constituyentes minerales del suelo deriva principalmente de:


- Sustitución isomórfica:  Dentro de la estructura laminar de los filosilicatos.
- Disociación de grupos funcionales: Ácidos en las aristas y superficies externas de arcillas y en compuestos orgánicos.
La carga negativa originada por la sustitución isomórfica es permanente e independiente del pH, nivel de electrolitos o composición de la solución externa.
La carga negativa derivada de la disociación de grupos funcionales varía en magnitud de acuerdo al pH, no es por lo tanto una carga permanente sino variable.
A pH bajas los hidrogeniones está fuertemente retenidas en las superficies de las partículas, pero a pH altas de H+ de los grupos carboxílicos primero y fenólicos después, se disocian y pueden ser intercambiados por cationes.
Ésta es la consecuencia de que la capacidad de cambio de cationes aumente con el pH.
Además actúan como fuente de cargas variables los óxidos e hidróxidos de aluminio y hierro en suelos ácidos.


Disolución de las sales: Los minerales principales que nutren al suelo son: N,P,K (Nitrógeno, fósforo y potasio), al cambiarse con el oxígeno se convierten en sales cuando los elementos están simples para ser absorbidos más fácilmente.

Nomenclatura de Compuestos Inorgánicos

Compuestos moleculares: Formado por 2 no metales catión (+) + anión (-) y el anión tiene terminación ido o uro, y se usan prefijos para cambiar el número de átomos.


ÁCIDOS: Poseen H+, binarios se antepone la palabra ácido seguido del no metal (Hídrico) se antepone la palabra ácido seguido del radical ico, oso.

HCl,------>Ac. clorhídirco
H2SO-------> ácido sulfúrico                TERNARIOS
H2PO3------> ácido fosfórico

Poseen un radical OH- (Hidróxila o Hidróxido) seguido del no metal : (fijo, variable)
Fe COH3 Hidróxido de fierro (III)
Na OH Hidróxido de sodio

Sales----- Binarios: 2 Elementos: Metal (+) + No metal (-)
uro (S, F,I,Cl,Br, N) ico CO-2
seguido del metal ---fijo o variable (stock, IUPAC)

Ternarios y superiores:  Radical poliatómico con terminación   ATO-ITO.